随着运营线路、运营里程不断增加，轨道交通所消耗的电量越来越可观。“以北京地铁为例，2014年其电费支出为40~50亿元，占地铁运营成本的40%~50%。”与会的北京交通大学电气工程学院副吴命利介绍，电费支出难堪重负，节能型输配电设备对当前轨道交通的发展意义重大。 对此，南车电气技术与材料工程研究院技术部张志学研究表示，“综合能耗效率提升10%，国铁每年可节能119亿度电，相当于节能一个葛洲坝，城轨每年可节能44.27亿度电，三年可节能一个葛洲坝”。 节能型输电设备成为轨道交通的“硬”需求。目前，已经有不少输配电设备企业盯上了轨道接通的节能电气市场，不断加大资金投入，针对轨道交通的用电特点，研发具有节能功效的输配电设备。当前业内研发生产的mems传感器、sic变流器、高频化变流器、电力电子变压器等新型输配电产品，在轨道交通建设中都较受肯定。 “mems传感器功耗低、可靠性高、成本低，易于集成和实现智能化”张学志在演讲中介绍，它可以实现某些传统机械传感器所不能实现的功能，对于轨道交通较复杂的建设环境来说是比较理想的应用。sic变流器导通电阻小，可在200摄氏度以上的高温下工作，“能够实现变流系统低谐波、高能效、轻量化，从而降低轨道交通的电力能耗。”张学志同时介绍说，电子电力变压器解决了列车配网难题，在降低电能传输损耗的同时，提高了供电质量和安全性能。 此外，业内人士认为，这些设备同时具有小型化的特征，节能设备的小型化同样是轨道交通对电气设备的需求趋势。 关键技术研发是市场突破点 “安全可靠、优质经济的电力能源，需要智能电器实时获取各种运行和状态参量，并进行数字化处理，能够自我监视和诊断，自适应控制能力、决策优化，信息交互能力、环境友好。”西安交通大学电气工程学院教授宋政湘认为，这需要电气设备企业不断推进智能电器的关键技术研究与开发。 近年来智能化、高能效输配电设备关键技术研发，成为输配电设备生产企业抢占市场的强大优势。综合看来，近年来多种输配电设备智能化、高能效关键技术研究都有新进展。 斥力分闸永磁操作机构是低压电器智能操作技术的一种。永磁操作机构通过利用电磁斥力提高低压开关电器的刚分速度，降低触头材料损耗，同时提高操作机构的可靠性，其永磁力可保持长达100年，比传统弹簧机构和电磁机构的机械寿命提高了至少3倍。拿真空断路器永磁操作机构来说，“它体积小，零部件少，结构简单，动作可靠性高、速度快，时间精确，是非常适合智能操作的操作机构。”宋政湘说，这种真空断路器的需求量非常大，市场前景广阔。 对于互感器来说，传动电流互感器绝缘结构复杂、铁芯易饱和、体积大耗材多等，明显不能满足当下市场的需求。为了适应了电器设备数字化、智能化、网络化需求，互感器逐渐与数字化的光电技术相融合。“数字化光电互感器通过利用光电子技术和光纤传感技术实现电力系统电压、电流测量，客服了传统互感器缺陷。”宋政湘介绍，新型电力互感器研究的核心是不同的陈列拓扑下磁场与产生它的电流之间的映射关系以及磁场—电流反演算法。 在传感器的非接触温度测量方面，红外技术逐渐被推广应用。“红外温度传感器利用红外测温探头输出的电压信号与被测物体温度及环境温度之间的变化规律，研究环境补偿的关键技术，从而解决了环境温度对被测物体温度输出信号的影响。”宋政湘介绍说。 谐振电容器中的损耗不容忽视，随着超导电力技术的进步，业界不断探索使用超导材料做电容器，“超导材料的交流损耗远小于常规材料的电阻。实验证明，相比采用常规谐振电容器，采用超导谐振电容器的传输效率更高。”科学院电工研究所研究员张国民表示，当前，超导电力技术的大规模应用还有较大的距离，探索新的超导应用技术很有必要。 这对输配电设备生产企业来说既是机遇又是挑战。